DE3801667A1

DE3801667A1 - Begruenung von stark geneigten dachflaechen

Info

Publication number: DE3801667A1
Application number: DE3801667A
Authority: DE
Inventors: Hermann Trautmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-01-21
Filing date: 1988-01-21
Publication date: 1989-07-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Begrünung von stark geneigten Dach flächen, insbesondere von gewölbten Flächen von Flugzeughangars, wobei auf der Tragkonstruktion des Daches zunächst eine Abdichtung aufgebracht und darüber eine Dränmatte verlegt und anschließend ein Substrat aufgebracht wird, das in der Konsistenz wachstumsspezifisch zwischen Torf und Braunkohle liegt.

Die Begrünung von Dächern ist eine seit langem bekannte Technologie. Jedoch beschränkt sich die Begrünung in der Regel auf ebene Dächer bzw. schwach geneigte Dächer. Die maximal vorkommenden Neigungswin kel sind bis 15° Dachneigung. Darüber hinaus ist bekannt, für die Begrünung anstelle von Erdreich ein Substrat zu verwenden, welches ein deutlich geringeres Gewicht als Erdreich aufweist und dadurch die Dachkonstruktion entlastet.

Seit langem bestehen Entwicklungsbemühungen, auch stark geneigte Dächer zu begrünen. Insbesondere stellt sich seit langem die Aufgabe der Begrünung von Flugzeughangars, welche durch gewölbte Betonkon struktionen gebildet werden.

Die bisherigen Bemühungen zeigen, soweit sie allgemein bekannt ge worden sind, jedoch negative Ergebnisse. Zum Teil wird das darauf zurückgeführt, daß das aufgebrachte Substrat infolge der großen Dachneigung abrutschte; zum Teil sind die Mißerfolge auf mangelnde Bewässerung zurückzuführen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei Dachneigungen <15° zur Horizontalen eine ordnungsgemäße Begrünung sicherzustellen. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß das Substrat hinsichtlich der Haftung auf der Dachtragekonstruktion und hinsicht lich der Bewässerung eine entscheidende Bedeutung hat. Messungen haben ergeben, daß Niederschläge bei starker Dachneigung in erheb lichem Umfang an der Oberfläche abfließen. So beträgt der Ober flächenfluß im Neigungsbereich zwischen 15 und 25° bis 5%, im Neigungsbereich zwischen 25 und 35° bis 20% und im Neigungsbereich bis 50° bis 45% des Niederschlages. Dementsprechend reduziert sich das Sickerwasser. Die Folge ist, daß bei einer Neigung bis 15° noch 45 bis 55% der Niederschläge für die Pflanzen verfügbar sind, während sich all dieses Wasser im Neigungsbereich zwischen 15 und 25° auf 20 bis 30%, im Neigungsbereich zwischen 25 und 35° auf 15 bis 20% und im Neigungsbereich zwischen 35 und 50° auf 10 bis 1555% reduziert. Im Ergebnis befindet sich die Wachstumsschicht im Bereich starker Dachneigung in einer permanenten Trockenperiode.

Nach der Erfindung wird sowohl eine ausreichende Haftung des Sub strates als auch eine ausreichende Bewässerung der Wachstumsschicht dadurch sichergestellt, daß in Anwendung bekannter Substrate, welche in ihrer Konsistenz wachstumsspezifisch zwischen Torf und Braunkohle liegen und auf einer Dränmatte aufgebracht werden, das Substrat in an sich bekannter Weise mit einer Kalium- und Kalkbeimengung ver sehen wird, wobei zur Sicherung des Kaliums im Substrat ein Anteil eines Ton-Humus-Komplexes vorgesehen ist. Diese Lösung basiert auf der Überlegung, daß das Substrat zwar den Vorteil relativ hoher Wasserspeicherfähigkeit hat, z. B. 50 l/m², dem aber ein geringer Nährstoffgehalt gegenübersteht. Üblicherweise wird Düngung mit einem besonders hohen Stickstoffangebot gleichgesetzt. Dies wäre jedoch im vorliegenden Fall die falsche Maßnahme. Nach der Erfindung soll die Stickstoffversorgung niedrig sein, damit kein üppiges Wachstum stattfindet, welches den Wasserverbrauch fördert.

Nach der Erfindung wird den Pflanzen reichlich Kalium angeboten. Die hohe Kaliumaufnahme ruft einen hohen osmotischen Druck in den Zellen hervor, der die Trockenheitstoleranz der Pflanzen erhöht. Darüber hinaus wird Kalk zugegeben, um den pH-Wert anzuheben.

Das System steht unter der Belastung einer nicht vermeidbaren Wasserströmung. Diese führt zu einer Auswaschung des Nährstoffange botes. Dabei wirkt sich besonders aus, daß Kalium gegenüber den anderen Bestandteilen in der Wachstumsschicht eine Positivladung aufweist, die durch Ionen-Fluß normalerweise einer besonders starken Auswaschung unterliegt.

Nach der Erfindung wird dem durch den Ton-Humus-Komplex entgegenge wirkt. Der Ton-Humus-Komplex besitzt eine Negativladung, welche die Kalium-Ionen bindet.

Nach der Erfindung wird der Ton-Humus-Komplex auf maximal 15 Volu menprozente der Wachstumsschicht bzw. Substratschicht beschränkt, um zu vermeiden, daß die Feinbestandteile des Tons die Dränmatte unter der Wachstumsschicht bzw. Substratschicht zusetzen.

Als Ton findet Bentonit oder Smectit Verwendung. Der Tonanteil im Ton-Humus-Komplex beträgt 90-99,5 Volumenprozente. Der Humus komplex wird durch eine langkettige Huminsäure gebildet. Vorzugs weise wird diese Huminsäure aus Algen gewonnen und in zähflüssiger Konsistenz verarbeitet.

Im übrigen ist für die Wachstums- bzw. Substratschicht von Vorteil, wenn Nährstoffangebote wie Stickstoff, Phosphor und Kalium in der Weise verabreicht werden, daß sich die Nährstoffe nur langsam frei setzen. Dies wird in bekannter Weise dadurch erreicht, daß die Nährstoffe in bekannter Weise in Kunstharz eingebunden werden, der bei ausreichender Feuchtigkeit und Temperatur langsam - an der Ober fläche - zersetzt wird.

Ferner ist von Vorteil, wenn die Ansaat im Wege des Anspritzens aufgebracht wird, wobei das Ansaatmittel aus den Komponenten besteht:
Saatgut, Superphosphat, Kalkammonsalpeter, Mulchmittel und Bodenstabilisator.

Im folgenden ist ein Begrünungsbeispiel wiedergegeben.

Auf einem Flugzeughangar, bestehend aus einer runden Betonschale ist zunächst eine Abdichtungsbahn aus Kunststoff aufgebracht worden, darüber eine Dränmatte. Die Dränmatte besitzt eine Dicke von ca. 12 mm. Das Gesamtgewicht der Dränmatte liegt bei ca. 900 g/m². Die Wasserdurchlässigkeit in vertikaler Richtung beträgt 4,3×10^-3 m/sec und in der horizontalen 3,5×10^-3 m/sec bei einer Auflast von 20 kN/m². Die Dränmatte dient gleichzeitig als Schutz der Kunststoffabdichtung. Auf die Dränmatte ist ein Substrat aufgetragen worden. Die Substratstärke beträgt 10 cm. Das Substrat ist unter folgenden Kriterien ausgewählt:

- Wasserhaltevermögen
- kapilarer Wasseraufstieg
- Nährstoffgehalt
- Nährstoffspeichervermögen (Kationen-Austausch)
- pH-Wert
- Salzgehalt.

Das eingesetzte Substrat setzt sich aus folgender Mischung zusammen:

- Hygromix (grobkörnig)
- dolomitischer Kalksplitt
- mit Kalium angereichter Ton-Humus-Komplex (pelletiert)
- Dünger (Basacote)

Hygromix ist ein Grundstoff, der wachstumsspezifisch zwischen Braun kohle und Torf liegt. Derartige Substrate wurden aus Ton-Schiefer- Gruben gewonnen und werden zwischenzeitlich synthetisch hergestellt bzw. gemischt. Hygromix als Grundstoff für das Substrat hat ver schiedene Vorteile. Zunächst besitzt es eine hohe Wasserspeicher kapazität, die zwischen 46 und 51 Volumenprozenten liegt. Das Mate rial ist aber relativ nährstoffarm. Im Ausführungsbeispiel ist das von Vorteil, denn bei hohem Nährstoffangebot würde es zu einer extensiven Begrünung auf der dünnen Substratschicht kommen. Die starke Begrünung hätte einen hohen Wasserbedarf zur Folge, der nicht gedeckt werden könnte. Der Boden würde zum Teil einen hohen Stick stoffgehalt aufweisen und damit das vegetative Wachstum stark fördern mit der Konsequenz, daß der Wasserverbrauch sich sehr erhöht. Sobald eine Trockenperiode eintritt, müßte die Vegetation zusammenbrechen.

Im Ausführungsbeispiel ist der Anteil des Hygromix am Substrat 80 Volumenprozente.

Der beigebene dolomitische Kalksplitt hat 10 Volumenprozente in der Mischung. Er dient zur Anhebung des pH-Wertes bis auf 7,3. Durch den dolomitischen Kalksplitt wird nicht nur der Kalzium-Anteil erhöht, sondern auch der Magnesium-Gehalt.

Bedingt durch die Erhöhung der Konzentration der Kalzium-Kationen in der Bodensubstratlösung kommt es zur Auswaschung von Kalium. Nach der Erfindung wird dem im Ausführungsbeispiel durch eine Beimengung von 10 Volumenprozenten eines mit Kalium angereicherten Ton-Humus- Komplexes begegnet. Im Ausführungsbeispiel wird der Ton-Anteil im Ton-Humus-Komplex durch Smectit gebildet, der in dem Komplex 95 Volumenprozente einnimmt. Die restlichen Volumenprozente werden durch eine aus Algen gewonnene Huminsäure ausgefüllt. Durch die Beimengung des Ton-Humus-Komplexes wird die Kalium-Auswaschung auf Werte, die unterhalb der Auswaschung ohne Kalkzugabe liegen, herab gesetzt. Mit der Zeit steigt die Auswaschung von Kalium leicht an, da als Folge der Umsetzung des Kalkes Kalzium-Kationen fortlaufend freigesetzt werden und das Kalium aus Sorptionsstellen verdrängt und der Auswaschungsgefahr ausgesetzt wird. Insofern ist dem Schutz des Kaliums vor Auswaschung eine natürliche Grenze gesetzt.

Die Wasserführung im oberen Bereich des Flugzeughangars bis zu einer Hangneigung von 25° ist dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächen wasserfluß in diesem Bereich beherrschbar ist. Mit steiler werdender Fläche nimmt der Oberflächenwasserfluß rapide zu und erreicht im mittleren Bereich, unmittelbar oberhalb des Ansatzpunktes einer 4,5 m hohen Stützmauer den höchsten Wert. Fast bis zur Hälft der Niederschläge können oberflächig abfließen. Dies ist besonders bei trockenem Substrat der Fall.

Darüber hinaus ist die Sickerwasserbildung im Bereich einer Hangnei gung von mehr als 25° besonders hoch. Infolge dessen stehen den Pflanzen nur etwa 10 bis 20% vom Niederschlagwasser zur Verfügung. Nach der Erfindung wird deshalb die Substratschicht beginnend mit einer Neigung von 35° auf mindestens 15 cm Dicke erhöht.

Im Ausführungsbeispiel ist das Nährstoffangebot durch folgende Düngergaben gekennzeichnet:

- Basacote 70 g/m² N, P, K = 15, 11, 13
- Superphosphat 25 g/m²
- Kalkammonsalpeter 20 g/m².

Basacote 9 M wird dem Substrat beigemischt und bildet ein Nährstoff depot. In Interaktion mit dem zugeführten Ton-Humus-Komplex soll dieser Dünger die Auswaschung von Kalium, aber auch von Ammonium, Magnesium usw. verringern helfen. Bei Basacote handelt es sich um in Kunstharz eingehüllte Nährstoffsalze, die bei ausreichender Feuch tigkeit und 21°C innerhalb von 9 Monaten freigesetzt werden. Bei niedrigeren Temperaturen verlangsamt sich die Freisetzung und bei höheren Temperaturen wird sie beschleunigt. Sollten über mehrere Tage höhere Temperaturen herrschen, dann geht der Wassergehalt in der Substratschicht zurück und dementsprechend auch die Nährstoff nachlieferung.

Da die mit Basacote verabreichten Nährstoffe nur langsam freigesetzt werden, ist bei Ansaat eine Starthilfe vorgesehen. Die Starthilfe wird durch eine leichte Superphosphat- und Kalkammonsalpetergabe gebildet. Diese Dünger werden bei der Ansaat verabreicht.

Auf die erfindungsgemäße Substratschicht werden die Pflanzenarten abgestimmt. Es werden trockenheitstolerante Arten gewählt, die auf einem mageren Standort gedeihen können. Auch ist ein geringes Wachstum gewünscht. Unter diesen Bedingungen sind fast ausschließ lich Grasarten vorgesehen. Folgende Arten kommen dabei zur Anwendung:

Festuca ovina
Festuca glauca
Festuca rubra rubra
Festuca rubra commutata
Festuca rubra trichophylla
Poa compressa
Poa pratensis (schmalblättrige Sorte)
Bromus erectus
Koeleria glauca
Anthoxanthum odoratum
Sesleria varia
Melica ciliata

Die Ansaat erfolgt durch Anspritzen. Diese Methode bietet folgende Vorteile:

- keine Begehung der Fläche
- Aufbringung aller Komponenten in einem Arbeitsgang und gleichmäßige Verteilung.

Die Anspritzmischung enthält folgende Komponenten:

Saatgut
10 g/m²
Superphosphat	25 g/m²
Kalkammonsalpeter	20 g/m²
Mulchmittel	200 g/m²
Bodenstabilisator	30 g/m²

Die Anspritzmischung wird mit 3 l Wasser/m² aufgebracht. Das Mulch mittel besteht aus 2-20 mm langen Strohhäcksel und hat die Funk tion, ein günstiges Mikroklima für die Keimung der Samen zu bilden. Gleichzeitig schützt es die Samen vor Austrocknung.

Als Bodenstabilisator ist ein biologisch abbaubarer Kleber vorge sehen. Er hat die Funktion, das Saatgut und das Mulchmittel mit den oberen 5-8 mm Substratschicht zu binden. Dadurch wird die Ero sionsgefahr auf ein Minimum reduziert.

Claims

1. Begrünung von stark geneigten Dachflächen, insbesondere von ge wölbten Flugzeughangars, wobei auf der Tragkonstruktion des Daches zunächst eine Abdeckung aufgebracht und darüber eine Drän matte verlegt und anschließend ein Substrat aufgebracht wird, das in der Konsistenz wachstumsspezifisch zwischen Torf und Braunkoh le liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat in an sich bekannter Weise eine Kalium- und Kalkbeimengung aufweist und zur Sicherung des Kaliums im Substrat ein Anteil eines Ton-Humus- Komplexes vorgesehen ist.

2. Begrünung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ton- Humus-Komplex einen Anteil bis 15 Volumenprozente im Substrat aufweist.

3. Begrünung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Ton- Humus-Komplex, dessen Ton-Anteil durch Bentonit und/oder Smectit gebildet wird und dessen Humus-Anteil durch eine langkettige Huminsäure gebildet wird, wobei der Anteil an Ton 90-99,5 Volumenprozente ausmacht und die Huminsäure in Flüssigkonsistenz zugegeben wird.

4. Begrünung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3, gekenn zeichnet durch eine Substratschichtdicke von mindestens 10 cm im Neigungsbereich bis 35° und mindestens 15 cm im Neigungsbereich < 35°.

5. Begrünung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, gekenn zeichnet durch Anspritzung der Ansaat.

6. Begrünung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das An spritzgemisch neben dem Saatgut Beimengungen von Superphosphat, Kalkammonsalpeter, Mulchmittel und Bodenstabilisator enthält.